25. Определение обратного тока и сопротивления диода

Соберите схему, приведенную на рис. 10. Установите напряжение источника равным 5В. Выберите в меню анализа опциюSimulate/Analyses/Temperature Sweep. В открывшемся окне задайте начальное и конечное значения температуры и приращение (Start – 27^oC, Stop – 60^oC, Increment – 27^oC). В выпадающем списке

12

Analysis to sweep выберите вариант DC Operating Point. Затем перейдите на вкладкуOutput, нажмите клавишуMoreи затем ставшую доступной кнопку. Из выпадающего спискаParameterвыберите ток диодаidи нажмите ОК. Перенесите обозначение тока@dd1[id]в окнои нажмите кнопкуSimulate.

Воткрывшемся списке приведены значения тока через диод (@dd1[id]) при обратном напряжении 5В для температур 27^оС и 54^оС.

В приведенном примере при температуре 27^оСобратный ток через диод равен0,67мкА, при температуре60^оС – 3,2мкА.

2.5. Содержание отчета

По результатам работы для каждого из исследованных диодов заполните таб.4.

Таблица 4

Диод	TºC	Uпрmax (В)	Rпр (Ом)	rД (Ом)	Iобр (мкА)	Rобр (МОм)
	27
	54	-
	27
	54

Отчет должен включать следующие разделы:

• цель работы, справочные параметры исследуемых диодов, необходимые пояснения;

• схемы для снятия прямой ветви ВАХ;

• графики прямой ветви ВАХ диодов для температуры 27^оС;

• определение прямого дифференциального сопротивления диодов r_Д=ΔU_ПР/ΔI_ПР,для определенияr_д построить на графике прямой ветви ВАХ характеристический треугольник, вершины которого должны совпадать со значениями в табл. 2, сопротивление определить для нормальной и повышенной температур;

• определение прямого статического сопротивления диодов R=U_ПР/I_ПР,в одной из вершин характеристического треугольника, сопротивление определить для нормальной и повышенной температур;

• определение обратного сопротивления диода при U_обр=5В для нормальной и повышенной температур;

• Выводы по результатам работы.

13 Параметры диодов

	Диод	Iпр.доп А	Uпр.max В	Uобр.доп В	Iобр.max мкА	Тmin ОС	Тmax ОС	Рдоп Вт
	1N1200C	12,0	1,0	100	0,1	-80	+160	15
	1N3611GP	1,0	1,0	100	0,2	-65	+160	1,5
	1N3612GP	1,0	1,0	400	0,01	-60	+160	1,5
	1N3613GP	1,0	1,1	600	0,005	-60	+160	1,5
	1N3614GP	1,0	1,1	800	0,005	-50	+150	1,6
	1N3882	6,0	1,4	300	10-5	-50	+150	10
	1N4148	0,2	0,9	100	10-4	-50	+160	0,4
	1N4153	0,2	0,9	75	10-4	-40	+160	0,4
	1N4245GP	1,0	1,2	200	0,005	-40	+140	1,5
	1N3660	30,0	1,2	100	0,005	-40	+150	50
	1N3880	6,0	1,3	100	10-5	-50	+150	10
	1N3882	6,0	1,4	300	10-5	-50	+160	12
	1N3890	12,0	1,2	100	0,005	-50	+1600	16
	1N3893	12,0	1,2	400	0,005	-50	+160	16
	1N4007GP	1,0	1,0	1000	10-5	-50	+140	1,5
	1N3883	6,0	1,4	400	10-5	-50	+140	10

14

3. статические характеристики и параметры биполярного транзистора

2.1. Цель работы

Изучить работу биполярного транзистора при его включении по схеме с общим эмиттером в статическом режиме. Определить его параметры при нормальной и повышенной температурах.

2.2. Домашнее задание

Запишите справочные данные транзистора в таб. 5.

Таблица 5

Транзистор	UКЭдоп, В	IКmax, мА	РКдоп, мВт	IК0, мкА	h21Э	h21Э/при fМГц	СКЭ, пФ	f гр, МГц

2.3. Порядок выполнения работы

1. Соберите схему рис. 11. На схеме Ib– источник тока для питания базовой цепи, выбираете из меню компонентPlace Source , группаSignal_Current, элементDC_CURRENT.Е_К– источник коллекторного напряжения выбираем из того же элементDC_POWER. В цепь базы транзистора включен вольтметрU_beдля измерения напряжения между базой и эмиттером транзистора, в цепь коллектора - амперметр для измерения тока коллектора I_К. Установите сопротивление амперметров равным0,01 Ом, вольтметра –10 МОм.

Так как вольтметр имеет большое собственное сопротивление, то можно пренебречь протекающим через него током и полагать, что ток базы транзистора равен току источника Ib. Напряжение между коллектором и эмиттером U_КЭбудем полагать равнымE_k,так как падением напряжения на малом собственном сопротивлении амперметра можно пренебречь.

15

Выберите транзистор заданного типа. Запишите его параметры.

В меню Simulate/Interactive Simulation Settings/в окневыберите вкладкуAnalysis Options и щелчком ЛКМ выберите значение . Нажмите кнопку Customize. В открывшемся окнене вкладкеGlobalнажмите кнопкуи затемОК. После этого в окнещелчком ЛКМ выберите значение и нажмитеОК.

Установите ток источника тока Ibравным 10 мкА, напряжениеЕ_Кравным 5 В.Включите режим моделирования и убедитесь, что схема работает.

2. Снимите входную (базовую) характеристику транзистора I_б = f(U_бЭ)приU_КЭ = 5В. При снятии входных характеристик удобно задавать значения тока базы и измерять напряжение между базой и эмиттеромU_бЭ. Ток базы изменяете от 1 ‑ 2 мкА до величины, при которой ток коллектора составит около 20мА (от 15мА до 25мА). Рекомендуются значения тока базы 1мкА, 2 мкА, 5 мкА, 10 мкА и т.д. По результатам измерений заполните строку таб. 6 (строкаUкэ=5В).

Повторите измерения для Uкэ=1ВиUкэ=0В.Для получения значения напряженияU_КЭ = 0Вотключите коллектор транзистора от источникаЕ_Ки замкните его на общую шину. В последнем столбце запишите ток коллектора при максимальном значении тока базы (при . U_КЭ ≠ 0В)

Таблица 6

Транзистор	ТоС	Iб, мкА	0	1	2	5	10	20				Ik,мА
UКЭ=0В	27	UбЭ, В										0
UКЭ=1В		UбЭ, В
UКЭ=5В		UбЭ, В
UКЭ=5В	60	UбЭ, В

Постройте графики статических входных (базовых) характеристик. Определите h₁₁-параметр транзистора. Для этого на середине линейного участка входной характеристики, соответствующей напряжениюU_КЭ = 5 В, постройте характеристический треугольник. Определитеh₁₁ = U_бЭ/I_б. Вершины треугольника должны совпадать со значениями в таб. 6.

Определите параметр h₁₁при температуре60^оСи напряженииU_КЭ=5В. Для этого выберите в меню анализа опциюSimulate/Analyses/Temperature Sweep, задайте начальное и конечное значения температуры и приращение (Start – 27^oC, Stop – 60^oC, Increment – 33^oC). В выпадающем спискеAnalysis to sweepвыберите вариантDC Operating Point. Затем перейдите на вкладкуOutput, нажмите клави-

16

шу Moreи ставшую доступной кнопку. Из спискаParameterвыберите напряжение база-эмиттерvbeи нажмите ОК. Перенесите обо-

значение @qvt[vbe]в окнои нажмите кнопкуSimulate.

В открывшемся окне показано значение напряжения база-эмиттер при заданной температуре и установленном значении тока базы. Повторите измерения для тех значений тока базы, при которых вы определяли параметр h₁₁при температуре27^оС. Занесите полученные значения в последнюю строку таб. 6 и нанесите полученные точки на графики статических входных (базовых) характеристик. Определите значениеh₁₁ = U_бЭ/I_б. при температуре60^оС.

3. Снимите семейство выходных статических характеристик I_К = f(U_КЭ)приI_б =const. Предварительно нужно определить значения токов базыI_б, при которых будете снимать характеристики. Выберите приращение тока базыI_б=(0,8I_бmax)/5(значениеI_бmaxравно максимальному току базы, установленному при снятии базовых ВАХ). Рекомендуется взять ближайшее меньшее значениеI_бкратное5мкА. Выходные характеристики снимите при токах базыI_б=I_б, 2I_б,…,5I_б.ПриI_б = I_бнапряжение U_КЭизменяйте от нуля доU_КЭдоп(но не более чем до 20 В). При I_б = 5I_б- от нуля до5В,при I_б = 4I_б– до10В. Результаты измерений занесите в таб. 7. Во второй столбец записывайтезначениятока базы.

При всех режимах рассеиваемая на коллекторе транзистора мощность не должна превышать допустимую для данного транзистора (U_КЭ ·I_К < P_Кmax).

Таблица 7

ТºС	UКЭ(В)	0	0,1	0,2	0,5	1	2	5	10	15	20
27	Iб=Iб
	Iб=2Iб
	Iб=3Iб
	Iб=4Iб
	Iб=5Iб
60	Iб=2Iб
	Iб=3Iб

Определите значения тока коллектора при температуре 60оС и напряжениях U_КЭравных2В, 5Ви10В,токах базы2I_би3I_б. результаты занесите в таб. 7. Методика получения значений при температуре отличающейся от27^оСприведена выше. Выходной параметр – ток коллектора в спискеParameterобозначен как ic, а в окнекак@qvt[ic].

17

4. Измерьте обратный ток коллекторного перехода I_К0приU_КЭ = 5 В. Для этого отключите базу транзистора от источника тока базы и замкните ее на общую шину. Прибор в коллекторной цепи покажет значение обратного тока. Измерения выполните для температур27^оСи60^оС.

5. Постройте графики статических выходных (коллекторных) характеристик. Определите параметры транзистора h₂₂иh₂₁.

На линейномучастке выходной характеристики, соответствующей току базыI_б = 3I_б, постройте характеристический треугольник и определите параметр h₂₂ = I_К/U_КЭ. Вершины треугольника должны совпадать со значениями в табл. 7 (рекомендуется взять значенияU_КЭ2 и 5 В или 5 и 10 В).

При напряжении на коллекторе U_КЭ = 5 Вопределите параметрh₂₁ = I_К/I_бпри U_КЭ=сonst.

Определите параметры h₂₂иh₂₁. при температуре60^оС.

Сведите результаты в таб. 8.

Таблица 8

Транзистор	ToC	h11,Ом	h21	h22,См	IК0,мкА
	27
	60